Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора объединили биологию и трехмерную печать, создав первый реактор, способный непрерывно вырабатывать метанол из метана при комнатной температуре и давлении.
Специалисты взяли ферменты из поедающих метан бактерий (метанотрофы) и смешали их с полимерами, из которых печатали или отливали инновационные реакторы. Исследование было описано в Nature Communications. Проект может привести к более эффективному преобразованию метана в производстве энергии, сообщили ученые.
«Удивительно, что энзимы сохраняют в полимере 100% активности, — сказала Сара Бейкер – руководитель проекта. – Напечатанный материал подходит для дальнейшего развития и будет полезен в различных сферах, особенно с участием газожидкостных реакций».
Большие объемы метана скапливаются при использовании новых методик добычи нефти и газа. Однако, значительная их часть теряется в процессе. В основном это происходит потому, что газ сложнее хранить и перевозить, в сравнении с жидким топливом. Современные технологии преобразования метана работают при высоких температурах и давлениях, требуя большого количества операций. В результате пользоваться ими могут только предприятия, способные осилить крупномасштабное производство.
Единственным известным катализатором (промышленным или биологическим) для преобразования газа в метанол с высокой эффективностью при нормальных условиях является фермент метанмонооксигеназа (ММО). Реакция запускается бактериями метанотрофами, содержащими этот энзим. Исследователи смогли выделить вещество и самостоятельно его использовать. Они выяснили, что изолированный фермент обеспечивает многообещающие контролируемые реакции в условиях окружающей среды.
«Сейчас большинство промышленных биореакторов представляют собой смесительные баки с низким КПД, — сказал Джошуа Столяров, эколог команды. – концепция впечатывания ферментов в прочную полимерную конструкцию открывает двери для создания более производительного и энергоэффективного оборудования».
Источник: phys.org